УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ДВИЖУЩЕГОСЯ МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК G01B7/04 G01B5/04 

Изобретение относится к машиностроению для легкой промышленности и может быть использовано в машинах для браковки и промера длины различных рулонных материалов.

Известно устройство для измерения длины немагнитных материалов (авт. св. СССР N 449233, кл. G 01 B 7/04, 1971), содержащее измерительный элемент, выполненный в виде бесконечной ферромагнитной ленты с отверстиями, транспортирующий орган, фотоэлектрический преобразователь, подключенный к счетчику длины и прижимное приспособление в виде магнита, установленного с внешней стороны измерительного элемента.

Недостатком этого устройства является недостаточно высокая точность измерения длины, так как измерительный элемент строго ориентирован в направлении подачи ткани и не учитывает естественного перекоса материала при его движении по столу или экрану, что особенно характерно для нежестких рулонных материалов.

Цель изобретения повышение точности измерения длины движущегося материала.

Цель достигается тем, что ферромагнитная лента имеет форму перевернутой трапеции, верхнее большее основание которой расположено на двух направляющих роликах с буртиками, а нижнее меньшее основание под действием магнитного поля находится в силовом контакте с магнитом, длина которого в направлении подачи материала меньше межосевого расстояния между направляющими роликами, причем расстояние между верхним и нижним участками ленты больше трех диаметров направляющих роликов.

Предложенная совокупность признаков позволяет верхнему участку ферромагнитной ленты перемещаться относительно направляющих роликов ориентированно в направлении подачи материала (т.е. в направлении отсчета длины), а нижнему участку ленты двигаться вместе с материалом, отслеживая его действительное направление движения с учетом перекоса относительно стола или экрана.

Трапецеидальная форма ленты способствует ее постоянному натяжению под действием магнитного поля, что позволяет производить отсчет длины как в прямом, так и в обратном направлении движения материала. Меньшая длина магнита по сравнению с межосевым расстоянием между направляющими роликами, позволяет поддерживать трапециидальную форму магнитной ленты при различной толщине измеряемого материала. Так как расстояние между верхним и нижним участками ферромагнитной ленты больше трех диаметров направляющих роликов, то ферромагнитная лента, вследствие ее малой изгибной жесткости, может свободно переходить с одного участка траектории движения на другой при значительных углах перекоса материала (до 15^o).

Кроме того, указанные признаки позволяют измерять длину материалов различной толщины без перенастройки устройства, так как при заявленном соотношении размеров устройство сохраняет свою работоспособность автоматически для широкого диапазона толщин измеряемых материалов.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства; на фиг. 2 схема взаимного расположения основных элементов устройства; на фиг. 3 схема отсчета длины движущегося материала при его движении с перекосом.

Устройство содержит измерительный элемент, выполненный в виде бесконечной ферромагнитной ленты 1 с отверстиями; транспортирующий орган в виде транспортирующих валов 2; фотоэлектрический преобразователь, включающий осветитель 3, фотодиод 4, усилитель 5, формирователь импульсов 6, счетчик импульсов 7 и цифровой индикатор показаний измеренной длины 8; прижимное приспособление в виде магнита 9, установленного с внешней стороны измерительного элемента.

Ферромагнитная лента 1 имеет форму перевернутой трапеции, верхнее большее основание которой расположено на двух направляющих роликах 10 и 11 с буртиками, а нижнее меньшее основание под действием магнитного поля находится в силовом контакте с магнитом 9. Расстояние между верхним и нижним участками ленты больше трех диаметров направляющих роликов 10 и 11, между которыми установлен экран-обтюратор 12.

Устройство смонтировано на траверсе 13, установленной на столе 14, в пазу которого закреплен на уровне поверхности стола магнит 9, длина которого в направлении подачи материала меньше межосевого расстояния между роликами 10 и 11.

Транспортирующие валы 2 получают движение от электромотора 15, через червячный редуктор 16 и клиноременную передачу 17.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатывающий материал 18 протягивается из накопителя 19 через стол 14 транспортирующими валами 2. Под действием магнитного поля, создаваемого магнитом 9, ферромагнитная лента 1 прижата своим нижним участком к материалу 18, находится в натянутом состоянии на роликах 10, 11 и имеет форму перевернутой трапеции. В процессе движения ленты 1 ее нижний участок переходит на верхний, который движется по направляющим роликам 10 и 11, установленным ориентированно вдоль стола в направлении подачи материала. Фотоэлектрический преобразователь через щель экрана-обтюратора 12 фиксирует импульсы и пересчитывает их количество в длину, которая указывается на цифровом индикаторе 8.

Если материал движется по столу с перекосом, то нижний участок ферромагнитной ленты 1, вследствие ее малой изгибной жесткости, движется вместе с материалом в том же направлении, отслеживая траекторию его движения. В этом случае количество импульсов, считанное фотоэлектрическим преобразователем, будет соответствовать действительной длине материала, протянутого через стол 14.

Для пояснения процесса отсчета длины рассмотрим схему, приведенную на фиг. 3. При измерении участка материала длиной L₀ можно записать, что
L₀ n•l₀,
где n количество импульсов;
l₀ расстояние между отверстиями ленты.

Если материал движется по столу с перекосом на угол α то его действительная длина будет больше измеренной L, так как без учета перекоса счетчик укажет длину
L n•l,
где l расстояние между отверстиями ленты по направлению перекоса.

Так как l = l_o•cosα, то L = n•l_o•cosα.
Абсолютная погрешность измерения будет равна:
Δ = L_o-L = nl_o(1-cosα).
Относительная погрешность измерения

Расчеты показывают, что при α 5^o относительная погрешность измерения составит d 0,43% что выше допустимой ГОСТ.

Применение устройства позволит устранить эту ошибку измерения за счет отслеживания направления движения материала.

Использование: устройство может быть использовано в подготовительном производстве при измерении длины рулонных материалов на браковочно-промерочных машинах. Сущность изобретения: для повышения точности измерения ферромагнитная лента измерительного элемента имеет форму перевернутой трапеции, расположена на двух направляющих роликах с буртиками, нижнее меньшее основание ленты имеет силовой контакт с магнитом, длина которого меньше межосевого расстояния между направляющими роликами. Расстояние между верхним и нижним участками ленты больше трех диаметров направляющих роликов. 3 ил.

Устройство для измерения длины движущегося материала, содержащее измерительный элемент, выполненный в виде бесконечной ферромагнитной ленты с отверстиями, транспортирующий орган, фотоэлектрический преобразователь, подключенный к счетчику длины, и прижимное приспособление в виде магнита, установленного с внешней стороны измерительного элемента, отличающееся тем, что ферромагнитная лента имеет форму перевернутой трапеции, верхнее большее основание которой расположено на двух направляющих роликах с буртиками, а нижнее меньшее основание под действием магнитного поля находится в силовом контакте с магнитом, длина которого в направлении подачи материала меньше межосевого расстояния между направляющими роликами, причем расстояние между верхним и нижним участками ленты больше трех диаметров направляющих роликов.